4. Transmission Impairment - 신호 손상의 원인

 

 

▶ Transmission Impairment

 

- 완벽하지 않은 전송 매체에 의해 처음과 끝의 신호가 서로 달라진다.

 

- 감쇠, 왜곡, 잡음이 원인이다.

 

 

 

▶ 감쇠(Attenuation)

 

- 신호가 전송될 때 전송매체에 의해 에너지가 흡수됨으로써 에너지의 손실이 발생하는 현상

 

- Decibel(dB) : 두 신호 간의 혹은 다른 두 지점에서 하나의 신호가 가지는 상대적 세기

 

- 즉, 데시벨(dB)는 전력의 감쇠나 이득을 나타내는 단위이다.

 

- 전력의 변화량 (P1:처음 신호의 세기, P2:나중 신호의 세기)

 

- 감쇠된 신호를 복구하기 위해 증폭기(Amplification)이 사용된다.

 

 

▶ 왜곡(Distortion)

 

- 신호 모양(형태)의 변형

 

- 복합신호를 이루는 각각의 신호들이 다른 속도를 가짐으로써 발생한다. 즉, 주파수에 따라 전파 속도에 차이가 생긴 것이다.

 

- 전파 속도의 차이는 위상 차이를 일으키게 되며, 그 차이가 클수록 왜곡률이 증가한다. 따라서 신호가 약해진다.

 

 

 

▶ 잡음(Noise)

 

- 전송 매체 외에 원하지 않는 에너지가 합쳐지는 현상

 

- 열잡음(Thermal Noise) : 유선에서 전자의 예측하지 못한 움직임에 의해 발생한다.

 

- 유도 잡음(Induced Noise) : 모터나 가전제품과 같은 전자제품간의 간섭에 의해 발생한다.

 

- 누화(Crosstalk) : 하나의 선이 다른 선에 영향을 미치게 되어 발생한다.

 

- 충격 잡음(Impulse Noise) : 전력 라인이나 다른 원인에 의해 스파크가 발생하는 것이다.

 

- 신호 대 잡음비(Signal-to-Noise, SNR) : 잡음으로부터의 신호의 깨끗함을 나타내는 단위이다.

• SNR = (average signal power) / (average noise power) = S/N
• 

- SNR이 클수록 변형이 적다.

 

 

 

▶ Data Rate Limit

 

- 자료 전송율(Data Rate)을 결정하는 요인

• 이용 가능한 대역폭과 비례
• 신호의 레벨 개수와 비례
• 채널의 퀄리티(잡음의 정도)와 반비례

 

- 이론적으로 자료 전송율을 계산하는 식

• 잡음이 없는 채널에 대한 Nyquist 식 : 이론적으로 최대   ( L : 신호 레벨 값)

• 잡음이 있는 채널에 대한 Shannon 식 : 이론적으로 가장 높은 

 

 

▶ Latency(Delay)

 

- 전체 지연 시간 : 전파지연 + 전송지연 + 큐잉지연 + 처리지연(굉장히 작은편)

 

- 전파지연 = 송수신간의 거리 / 신호의 전파 속도(m/s)

 

- 전송지연 = 메시지 크기(bits) / 자료전송율(bps)

 

- 큐잉지연 : 각 노드에 먼저 들어온 패킷이 처리 완료될 때까지 일시적으로 대기하는 시간

(패킷이 큐의 범위를 초과하면 손실될 수 있다.)

- 처리지연 : 데이터의 오류 등을 처리하는데 걸린 시간

 

 

▶ Bandwidth-Delay Product

 

- 대역폭 지연곱 : 일정시간동안 링크의 최대 데이터 처리량

 

- Bandwidth * Delay